thiết kế Chung Cư Quốc Hưng

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra cũng tăng lên nh

Trong quá trình đào tạo một kĩ sư nói chung và kĩ sư xây dựng nói riêng, đồ án tốt

nghiệp bao giờ cũng là một nút thắt quan trọng giúp sinh viên có thể tổng hợp lại những kiến

thức đã học tại trường đại học và những kinh nghiệm thu được qua các đợt thực tập để thiết kế

một công trình xây dựng cụ thể Vì thế đồ án tốt nghiệp chính là thước đo chính xác nhất

những kiến thức và khả năng thực sự của sinh viên có thể đáp ứng được yêu cầu đối một người

kĩ sư xây dựng

Cùng với sự phát triển ngày càng cao của xã hội và, nhu cầu của con người đối với các

sản phẩm xây dựng cũng ngày càng cao hơn Đó là thiết kế các công trình với xu hướng ngày

càng cao hơn, đẹp hơn và hiện đại hơn

Việc lựa chọn các giải pháp thi công, giúp cho người kỹ sư thể hiện khả năng và óc

sáng tạo của mình, một cách tốt nhất để tạo ra những kết cấu hoàn chỉnh và chịu lực tốt nhất

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô trường ĐẠI HỌC

MỞ TP.HCM, Đặc biệt các thầy cô trong khoa Xây Dựng & Điện đã tận tình giúp đỡ hướng

dẫn em trong suốt quá trình học tập tại trường, đã truyền đạt những kiến thức chuyên môn

những kinh nghiệm hết sức quý giá cho em

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được sự truyền đạt kiến thức, chỉ

bảo tận tình của giáo viên hướng dẫn.Với tất cả tấm lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành

cảm ơn thầy HỒ HỮU CHỈNH người đã hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn tất cả quý thầy cô, gửi lời cảm ơn đến tất cả

người thân, gia đình, cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng học tập giúp đỡ em trong suốt thời

gian học, cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án này

1.4 Đặc điểm khí hậu – khí tượng - thuỷ văn tại TP Hồ Chí Minh 2

1 5.2 Hệ thống cung cấp nước 2

1 5.3 Hệ thống thoát nước 3

1.7 Hệ thống thoát rát

Chương 2: LỰA CHỌN HỆ CHỊU LỰC

2.1 Phân tích hệ chịu lực

2.1.1Những đặc điểm cơ bản của nhà cao tầng

2.2 Hệ chịu lực chính của nhà cao tầng

2.2.1 Hệ khung chịu lực

2.2.2 Hệ tường chịu lực

2.2.3 Hệ khung - tường chịu lực

2.3 So sánh lựa chọn phương án kết cấu

Chương 3: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

Chương 4: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI

5.5 Chia dãy Strip và xác định nội lực trong các Strip 39

5.10.1 Kiểm tra khả năng chịu uốn 555.10.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt 56

Chương 6: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN

6.3 Xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng lên công trình 64

6.5 Xác định tải trọng ngang tác dụng lên công trình 84

6.6 Xác định nội lực và tổ hợp nội lực cho khung không gian 92

6.6.3 Xác định nội lực tương ứng với các trường hợp tải trọng 92

7.2.7 Kiểm tra điều kiện cọc không bị nhổ 1227.2.8 Kiểm tra áp lực nền dưới mũi cọc 1237.2.9 Tính độ lún của cọc 1257.2.10 Kiểm tra xuyên thủng cọc 128

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOANG NHỒI

7.4.1 Lựa chọn vật liệu 1407.4.2 Lựa chọn kích thước sơ bộ 1407.4.3 Tính sức chịu tải của cọc 141

7.4.5 Kiểm tra điều kiện cọc không bị nhổ 1447.4.6 Kiểm tra áp lực nền dưới mũi cọc 145

7.4.7 Tính độ lún của cọc 1477.4.8 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 150

THIẾT KẾ MÓNG CHO VÁCH CỨNG

1.1 Giới thiệu về công trình

Công trình có mặt bằng chữ nhật, có tổng diện tích xây dựng là 1350 m2 Toàn bộ các

mặt chính diện được lắp đặt các hệ thống cửa sổ để lấy ánh sáng, xen kẽ với tường xây Dùng

tường xây dày 200 mm làm vách ngăn tiếp giáp với bên ngoài, tường xây dày 100 mm dùng

làm vách ngăn chia các phòng trong một căn hộ…

1.2 Giải pháp mặt bằng và phân khu chức năng

Số tầng : 1 tầng hầm, 1 trệt, 14 tầng lầu, một sân thượng (có mái)

Phân khu chức năng:

Tầng hầm 1 : là nơi để xe,chứa các thiết bị máy móc kỹ thuật Tầng trệt : làm văn phòng, sảnh

Lầu 1 – 14 : dùng làm căn hộ, có 8 căn hộ mỗi tầng

Tầng mái : có hệ thống thoát nước mưa, hồ nước mái, và thiết bị thu sét

Mặt bằng tầng điển hình

1.3 Giải pháp đi lại

1.3.1 Giao thông đứng

Giao thông đứng liên hệ giữa các tầng thông qua hệ thống hai thang máy khách, mỗi cái

8 người, tốc độ 120m/phút, chiều rộng cửa 800 mm, đảm bảo nhu cầu lưu thông cho khoảng

300 người với thời gian chờ đợi khoảng 40s Bề rộng cầu thang bộ là 1575 mm dược thiết kế

đảm bảo nhu cầu thoát người nhanh, an toàn khi có sự cố xảy ra Cầu thang bộ và cầu thang

máy được đặt ở vị trí trung tâm nhằm đảm bảo khoảng cách xa nhất đến cầu thang nhỏ hơn

20m để giải quyết việc phòng cháy chữa cháy

1.3.2 Giao thông ngang

Giao thông trên từng tầng thông thông qua hệ thống giao thông rộng 2.3m nằm giữa mặt

bằng tầng, đảm bảo lưu thông ngắn gọn, tiện lợi đến từng căn hộ

1.4 Đặc điểm khí hậu – khí tượng - thuỷ văn tại TP Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Chia làm hai

mùa rõ rệt:mùa mưa và mùa khô

Các yếu tố khí tượng:

Nhiệt độ trung bình năm: 260 C

Nhiệt độ thấp nhất trung bình năm: 220C

Nhiệt cao nhất trung bình năm: 300C

Số giờ nắng trung bình khá cao

Lượng mưa trung bình năm: 1000-1800mm/năm

Độ ẩm tương đối trung bình: 78%

Hướng gió chính thay đổi theo mùa

Mùa khô: Từ Bắc chuyển sang Đông, Đông Nam và Nam

Mùa mưa: Tây-Nam và Tây

• Tầng suất lặng gió trung bình hàng năm là 26%

Thủy triều tương đối ổn định, ít xảy ra những hiện tượng biến đổi về dòng nước, không

có lụt lội chỉ có ở vùng ven thỉnh thoảng xảy ra

1.5.Giải pháp kỹ thuật

1.5.1.Điện

Công trình sử dụng điện cung cấp từ hai nguồn: Lưới điện thành phố và máy phát điện

riêng Toàn bộ đường dây điện được đi ngầm ( được tiến hành lắp đặt đồng thời trong quá

trình thi công ) Hệ thống cấp điện chính đi trong các hộp kỹ thuật và phải đảm bảo an toàn,

không đi qua khu vực ẩm ướt, tạo điều kiện dễ dàng khi sữa chữa Ở mỗi tầng đều có lắp đặt

hệ thống an toàn điện: hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 80A được bố trí đảm bảo an toàn

phòng cháy nổ

1.5.2.Hệ thống cung cấp nước

Công trình sử dụng nước từ hai nguồn: nước ngầm và nước máy Tất cả được chứa

trong bể nước ngầm đặt ngầm ở tầng hầm Sau đó được hệ thống máy bơm bơm lên hồ nước

mái và từ đo được phân phối cho các tầng của công trình theo các đường nước dẫn nước

chính

Các đường ống đứng qua các tầng đều được bọc trong hộp gaine Hệ thống cấp nước đi

ngầm trong các hộp kỹ thuật Các đường ống cứu hõa chính được đặt ở mỗi tầng

1.5.3 Hệ thống thoát nước

Nước mưa từ mái sẽ được thoát theo lỗ chảy ( bề mặt mái được tạo dốc ) và chảy vào

các ống thoát nước mưa (Ø = 140 mm ) đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải sử

dụng sẽ bố trí riêng

1.5.4 Hệ thống thông gió và chiếu sáng

Chiếu sáng: Toàn bộ nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và bằng điện Ở tại

các lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và nhất là tầng hầm đều có lắp đặt thêm đèn chiếu

sáng

Thông gió: Ở các tầng đều có cửa sổ tạo sự thông thoáng tự nhiên Riêng tầng hầm có

bố trì thêm hệ thống thông gió và chiếu sáng

1.6 An toàn phòng cháy chữa cháy

Trang bi các bộ súng cứu hỏa ( ống gai Ø 20 dài 25m, lăng phun Ø 13 ) đặt tại phòng

trực , có 01 hoặc 02 vòi cứu hỏa ở mỗi tầng tùy thuộc vào khoảng không ở mỗi tầng và ống

nối được cài từ tầng một đến vòi chữa cháy và các bản thông báo cháy

Các vòi phun nước tự động được đặt ở tất cả các tầng theo khoảng cách 3m một cái và

được nối với các hệ thống chữa cháy và các thiết bị khác bao gồm bình chữa cháy khô ở tất cả

các tầng Dèn báo cháy ở cửa thoát hiểm, đèn báo khẩn cấp ở tất cả các tầng

Hóa chất: sử dụng một số lớn các bình cứu hỏa hóa chất đặt tại các nơi như cửa ra vào

kho, chân cầu thang mỗi tầng

1.7.Hệ thống thoát rát

Rác thải được chứa ở gian rác, bố trí ở tầng hầm, có một bộ phận chứa rác ở ngoài Gaine rác

được thiết kế kín đáo, tránh làm bốc mùi gây ô nhiễm

2.1.1Những đặc điểm cơ bản của nhà cao tầng

“Ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết kế,

thi công hoặc sử dụng khác với ngôi nhà thông thường thì gọi là nhà cao tầng” Đó

là định nghĩa về nhà cao tầng do Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế đưa ra

Đặc trưng chủ yếu của nhà cao tầng là số tầng nhiều, độ cao lớn, trọng lượng

nặng Đa số nhà cao tầng lại có diện tích mặt bằng tương đối nhỏ hẹp nên các giải pháp

nền móng cho nhà cao tầng là vấn đề được quan tâm hàng đầu Tùy thuộc môi trường

xung quanh, địa thế xây dựng, tính kinh tế, khả năng thực hiện kỹ thuật,… mà lựa chọn

một phương án thích hợp nhất Ở Việt Nam, phần lớn diện tích xây dựng nằm trong khu

vực đất yếu nên thường phải lựa chọn phương án móng sâu để chịu tải tốt nhất Cụ thể ở

đây là móng cọc

Tổng chiều cao của công trình lớn, do vậy ngoài tải trọng đứng lớn thì tác động

của gió và động đất đến công trình cũng rất đáng kể Do vậy, đối với các nhà cao hơn

40m thì phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và cần để ý đến các biện pháp

kháng chấn một khi chịu tác động của động đất Kết hợp với giải pháp nền móng hợp lý

và việc lựa chọn kích thước mặt bằng công trình (B và L) thích hợp thì sẽ góp phần lớn

vào việc tăng tính ổn định, chống lật, chống trượt và độ bền của công trình

Khi thiết kế kết cấu nhà cao tầng, tải trọng ngang là yếu tố rất quan trọng, chiều

cao công trình tăng, các nội lực và chuyển vị của công trình do tải trọng ngang gây ra

cũng tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang của công trình quá lớn sẽ làm tăng giá

trị các nội lực, do độ lệch tâm của trọng lượng, làm các tường ngăn và các bộ phận trong

công trình bị hư hại, gây cảm giác khó chịu, hoảng sợ, ảnh hưởng đến tâm lý của người

sử dụng công trình Vì vậy, kết cấu nhà cao tầng không chỉ đảm bảo đủ cường độ chịu

lực, mà còn phải đảm bảo đủ độ cứng để chống lại các tải trọng ngang, sao cho dưới tác

động của các tải trọng ngang, dao động và chuyển vị ngang của công trình không vượt

quá giới hạn cho phép Việc tạo ra hệ kết cấu để chịu các tải trọng này là vấn đề quan

trọng trong thiết kế kết cấu nhà cao tầng

Mặt khác, đặc điểm thi công nhà cao tầng là theo chiều cao, điều kiện thi công

phức tạp, nguy hiểm Do vậy, khi thiết kế biện pháp thi công phải tính toán kỹ, quá trình

thi công phải nghiêm ngặt, đảm bảo độ chính xác cao, đảm bảo an toàn lao động và chất

lượng công trình khi đưa vào sử dụng

Như vậy, khi tính toán và thiết kế công trình, đặc biệt là công trình nhà cao tầng

thì việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô cùng quan

trọng Nó không những ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định của công trình mà còn ảnh

hưởng đến sự tiện nghi trong sử dụng và quyết định đến giá thành công trình

.2.2 Hệ chịu lực chính của nhà cao tầng

Chung cư Quốc Hưng có chiều cao là 58.9m (so với mặt đất tự nhiên) gồm 19 tầng

(1 hầm + 1 trệt + 14 lầu + 1 tầng mái) Do đó việc lựa chọn hệ chịu lực hợp lý cho công

trình là điều rất quan trọng Dưới đây ta xem xét một số hệ chịu lực thường dùng cho

nhà cao tầng:

2.2.1 Hệ khung chịu lực

Kết cấu khung bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải trọng thẳng đứng vừa

chịu tải trọng ngang Cột và dầm trong hệ khung liên kết với nhau tại các nút khung,

quan niệm là nút cứng Hệ kết cấu khung được sử dụng hiệu quả cho các công trình có

yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình Yếu

điểm của kết cấu khung là khả năng chịu cắt theo phương ngang kém Ngoài ra, hệ

thống dầm của kết cấu khung trong nhà cao tầng thường có chiều cao lớn nên ảnh hưởng

đến công năng sử dụng của công trình và tăng độ cao của ngôi nhà, kết cấu khung bê

tông cốt thép thích hợp cho ngôi nhà cao không quá 20 tầng Vì vậy, kết cấu khung chịu

lực không thể chọn để làm kết cấu chịu lực chính cho công trình này

2.2.2 Hệ tường chịu lực

Trong hệ kết cấu này, các tấm tường phẳng, thẳng đứng là cấu kiện chịu lực chính

của công trình Dựa vào đó, bố trí các tấm tường chịu tải trọng đứng và làm gối tựa cho

sàn, chia hệ tường thành các sơ đồ: tường dọc chịu lực; tường ngang chịu lực; tường

ngang và dọc cùng chịu lực

Trường hợp tường chịu lực chỉ bố trí theo một phương, sự ổn định của công trình

theo phương vuông góc được bảo đảm nhờ các vách cứng Khi đó, vách cứng không

những được thiết kế để chịu tải trọng ngang và cả tải trọng đứng Số tầng có thể xây

dựng được của hệ tường chịu lực đến 40 tầng

Tuy nhiên, việc dùng toàn bộ hệ tường để chịu tải trọng ngang và tải trọng đứng

có một số hạn chế:

Gây tốn kém vật liệu;

Độ cứng của công trình quá lớn không cần thiết;

Thi công chậm;

Khó thay đổi công năng sử dụng khi có yêu cầu

2.2.3 Hệ khung - tường chịu lực

Là một hệ hỗn hợp gồm hệ khung và các vách cứng, hai loại kết cấu này liên kết

cứng với nhau bằng các sàn cứng, tạo thành một hệ không gian cùng nhau chịu lực

Khi các liên kết giữa cột và dầm là khớp, khung chỉ chịu một phần tải trọng đứng,

tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, còn toàn bộ tải trọng ngang do hệ tường chịu

lực (vách cứng)

Khi các cột liên kết cứng với dầm, khung cùng tham gia chịu tải trọng đứng và tải

trọng ngang với vách cứng, gọi là sơ đồ khung - giằng Sàn cứng là một trong những kết

cấu truyền lực quan trọng trong sơ đồ nhà cao tầng kiểu khung – giằng Để đảm bảo ổn

định của cột, khung và truyền được các tải trọng ngang khác nhau sang các hệ vách

cứng, sàn phải thường xuyên làm việc trong mặt phẳng nằm ngang

Sự bù trừ các điểm mạnh và yếu của hai hệ kết cấu khung và vách như trên, đã tạo

nên hệ kết cấu hỗn hợp khung – tường chịu lực những ưu điểm nổi bật, rất thích hợp cho

các công trình nhiều tầng, số tầng hệ khung – tường chịu lực có thể chịu được lớn nhất

lên đến 50 tầng

2.3 So sánh lựa chọn phương án kết cấu

Qua xem xét, phân tích các hệ chịu lực như đã nêu trên và dựa vào các đặc điểm

của công trình như giải pháp kiến trúc, ta có một số nhận định sau đây để lựa chọn hệ

kết cấu chịu lực chính cho công trình như sau:

- Do công trình được xây dựng trên địa bàn Tp Hồ Chí Minh là vùng hầu như

không xảy ra động đất, nên không xét đến ảnh hưởng của động đất, mà chỉ xét đến ảnh

hưởng của gió bão Vì vậy, việc tính toán gió động cho công trình là thật sự cần thiết

- Do vậy, trong đồ án này ngoài các bộ phận tất yếu của công trình như: cầu

thang, hồ nước , hệ chịu lực chính của công trình được chọn là khung – tường chịu lực,

vì hệ này có những ưu điểm như trên, phù hợp với qui mô công trình, và sơ đồ này có

thể cho phép giảm kích thước cột tối đa trong phạm vi cho phép, vì khung có độ cứng

chống uốn tốt, nhưng độ cứng chống cắt kém, còn vách cứng thì ngược lại, có độ cứng

chống cắt tốt nhưng độ cứng chống uốn kém Sự tương tác giữa khung và vách khi chịu

lực tải trọng ngang đã tạo ra một hiệu ứng có lợi cho sự làm việc của kết cấu hỗn hợp

khung – vách Tuy nhiên, trong hệ kết cấu này các vách cứng chỉ chịu lực trong mặt

phẳng Vì vậy, để đảm bảo độ cứng không gian cho công trình, thì phải bố trí các vách

cứng theo cả hai phương và được liên kết với nhau tạo thành lõi cứng

- Việc bố trí vách trong nhà cao tầng rất quan trọng, ứng với đặc điểm của mặt

bằng công trình, trong đồ án bố trí các vách theo cả hai phương, liên kết với nhau tạo

thành lõi cứng được đặt tại tâm công trình, và có độ cứng EJ theo hai phương gần bằng

nhau, tránh hiện tượng công trình bị xoắn khi dao động

- Và để tận dụng hết khả năng chịu lực của vách cứng, sàn là một trong những kết

cấu truyền lực quan trọng trong nhà nhiều tầng kiểu khung giằng Không những có chức

năng đảm bảo ổn định tổng thể của hệ thống cột, khung, đồng thời truyền các tải trọng

ngang khác sang hệ vách cứng Sàn cứng còn có khả năng phân phối lại nội lực trong hệ

vách cứng Do đó, phải lựa chọn các phương án sàn sao cho công trình kinh tế nhất, ổn

định nhất, và mỹ quan nhất… Trong đồ án này chọn 2 phương án sàn để thiết kế:

Phương án sàn sườn có hệ dầm trực giao, (vì diện tích các ô sàn lớn)

Phương án sàn bê tông ứng lực trước (theo tiêu chuẩn ACI318)

- Đồ án chọn thêm phương án sàn bê tông ứng lực trước để thiết kế vì: hiện nay,

xu hướng xây dựng các công trình cao tầng ngày càng nhiều, và sàn căng cũng là một

trong những giải pháp kết cấu mang lại nhiều thuận lợi cho công trình cao tầng như :

Giảm được chiều dày của cấu kiện và tăng được chiều dài nhịp dầm, tạo được

khoảng không sử dụng dễ dàng bố trí nội thất

Giảm được trọng lượng bản thân của công trình, đưa đến giảm được tải trọng tác

dụng lên móng;

Giảm giá thành xây dựng;

Nâng cao chất lượng thẩm mỹ, kiến trúc của công trình;

Thi công cốp pha đơn giản hơn và giảm thời gian thi công;

Nâng cao được số tầng mà vẫn đảm bảo được chiều cao khống chế

Kết luận:

Hệ chịu lực chính của công trình là hệ gồm có sàn bê tông cốt thép ứng suất trước phương

pháp căng sau theo tiêu chuẩn ACI318

và khung kết hợp với lõi cứng

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

3.1 Số liệu ban đầu

Kích thước bậc thang được chọn theo tỷ lệ 2hb + lb = 580 ÷ 600(mm)

Trong đó: hb – chiều cao bậc;

lb – chiều rộng bậc;

chọn hb = 165 mm ; lb = 270 mm Chiều dài vế thang theo phương ngang

l = số bậc×chiều cao đài bậc = 9×270 = 2430 mm Chọn chiều dày bản thang :

hbt = 110 mm Chiều dài vế thang theo phương xiên:

Hình 3.2 Mặt bằng và mặt cắt của cầu thang

3.2 Tính toán bản thang

3.2.1 Sơ đồ tính

Do 2 vế giống nhau nên chỉ tính toán thép cho vế 1, vế 2 bố trí tương tự

Hình 3.3 Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên cầu thang

Trong đó: γi – khối lượng của lớp thứ i;

δi – chiều dày của lớp thứ i;

ni – hệ số tin cậy của lớp thứ i;

Trọng lượng một bậc thang

0.5 16 1.1 0.5 0.27 0.165 0.392

G = × ×γ n × × = ×l h × × × =

Trọng lượng 9 bậc thang phân bố đều trên chiều dài bản thang(bản nghiêng)

2

9 0.392

1.2 /2.937

tt lc

Hình 3.4 Khai báo đặc trưng vật liệu cho bê tông

Hình 3.5 Khai báo tiết diện bản thang

Hình 3.6 Mômen, lực cắt, lực dọc trong vế thang

3.2.4 Tính toán cốt thép

Bản thang được tính như cấu kiện chịu uốn

Giả thuyết tính toán:

a = 20 mm là chiều dày lớp bê tông bảo vệ;

h0 = 110 – 20 = 90 mm là chiều cao có ích của tiết diện;

b = 1000 mm là bề rộng tính toán của dải

Đặc trưng vật liệu tính toán

Bảng 3.2 Đặc trưng của vật liệu Kết quả tính toán cốt thép được trình bày trong bảng sau

Chọn thép Tên

%

μ Nhận

xét Gối

Bảng 3.3 Tính toán cốt thép cho bản thang

3.3Tính toán dầm thang

3.3.1 Sơ đồ tính

γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

Hình 3.7 Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ

Trong đó: hdcn – chiều cao của dầm chiếu nghỉ;

hb – chiều cao bản thang Lực do bản thang truyền vào dầm thang được lấy từ kết quả xuất phản lực tại gối tựa, lực này chính là hai lực tập trung quy về lực phân bố đêu q=28.93 2 3.75 15.96× ÷ = (kn m/ 2)

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ Q = 5.225+15.96 = 21.185 (kn m/ 2)

3.3.3 Nội lực

Hình 3.8 Biểu đồ mômen trong dầm chiếu tới

Hình 3.9 Biểu đồ lực cắt trong dầm chiếu tới

3.3.4 Tính toán cốt thép

Tính cốt thép dọc

Giả thuyết tính toán:

a = 30 mm là chiều dày lớp bê tông bảo vệ;

h0 = 300 – 30 = 270 mm là chiều cao có ích của tiết diện;

Đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán :

Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

Bảng 3.4 Đặc trưng vật liệu tính toán Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau

Chọn thép Tên

Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

Bảng 3.6 Đặc trưng vật liệu

Số nhánh, đường kính cốt đai và các hệ số phụ thuộc

Đai sử dụng Hệ số phụ thuộc loại bê tông

(mm)

φ n A sw(mm2) ϕb1 ϕb2 ϕb3 ϕb4

Bảng 2.7 Số nhánh, đường kính cốt đai và các hệ số phụ thuộc Kết quả tính toán cốt đai được thành lập trong bảng sau

THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI

Hồ nước mái dùngđể cung cấp nước sinh hoạt và nước chữa cháy cho cả chung cư

Nên hồ nước mái cần phải đáp ứng nước cho các nhu cầu sau

Nhu cầu dùng nước sinh hoạt

Sơ bộ tính nhu cầu dùng nước của chung cư như sau: cứ một người, một ngày đêm

dung 200 (l), chung cư có 15 tầng, mỗi tầng 8 căn hộ, mỗi căn hộ trung bình có 6 người ở Do

đó lượng nước cần cung cấp cho chung cư mỗi ngày là:

3

200 15 8 6 144000( ít) 144( )

sh

Nhu cầu dùng nước chữa cháy

Chung cư có 16 tầng và không phụ thuộc bậc chịu lửa nên lưu lượng nước dùngcho 1

đám cháy là 10 lít/s (số đám cháy đồng thời là 1) Đối với bể chứa nước dung tích nước sử

dụng cho chữa cháy được tính cho 3 giờ chữa cháy Vậy lượng nước dùng cho chữa cháy là:

Dựa vào nhu cầu sử dụng đó ta bố trí 2 hồ nước mái giống nhau trên sân thượng (xem

bản vẽ mặt bằng mái) Kích thước mổihồ nước mái được thể hiện trên hình 4.1 Thể tích 1 hồ

Hình 4.1 Mặt bằng của hồ nước

Hình 4.2 Mặt cắt ngang của nắp hồ nước

Hình 4.3 Mặt cắt ngang của đáy hồ nước

Hồ nước được đặt ở cao trình 54 m Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm, cột

Tên b(mm) h(mm)

Dn1 300 500 Dn2 300 400 Dn3 300 500 Dn4 300 400 Dd1 400 650 Dd2 400 500 Dd3 400 650 Dd4 400 500 C1 400 400 C2 400 400

Bảng 4.1 kích thước sơ bộ của dầm ,cột

Chọn chiều dày bản theo công thức

b

D l h

m

×

= Trong đó:

D = 0.8÷1.4 – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng;

m = 30÷ 35 – đối với bản một phương;

m = 40÷45 – đối với bản kê 4 cạnh;

l = = < nên bản nắp thuộc loại bản kê 4 cạnh, tính theo sơ đồ đàn hồi, ngàm theo chu vi, ứng với sơ đồ số 9

Hình 4.4 Sơ đồ tính của bản nắp hồ nước

Momen dương lớn nhất ở giữa bản

γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

Bảng 4.5 Đặc trưng vật liệu tính toán cho bản nắp

s

R b h A

R

ξ γ× × × ×

=Kiểm tra hàm lượng cốt thép

Tên

cấu

kiện Vị trí

M (kNm)

b (mm)

h0

(mm) αm ξ Astt

(mm2)

Chọn thép μ%

Gối 4.84 1000 85 0.05 0.05 203.36 2

6@100(283mm )

φ

0.3 Phương

ngắn

6@ 200(141mm )

φ

0.15

Gối 4 1000 85 0.04 0.04 168.07 2

6@100(283mm )

Tải trọng gió

Theo mục 6 TCVN 2737 - 1995

Công trình được xây dựng ở thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng II-A Giá trị áp lực

gió được tính như sau

2

0 0.95 0.12 0.83( / )

Áp lực gió của vùng II-A là 0.95 kN/m2

Áp lực gió suy giảm của vùng II-A là 0.12 kN/ m2

Công trình được xây dựng tại nơi che chắn (địa hình C), tại độ cao z = 61.4 m thì hệ số

kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình k = 1.087

Trong đó n = 1.2 là hệ số tin cậy;

B – là bề mặt đón gió của công trình

Thiên về an toàn ta xét trường hợp hồ nước đầy và có áp lực gió hút ở thành ngoài

l

h = = > 2 và 2 5

2.52

2 2 22 22 0.7 22

6.22( )

n g

M = × + × × = × + × × = kNm

4.3.3 Tính cốt thép

Đặc trưng vật liệu

γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

Đặt φ8

@130 (393mm2)

0.45 Bản

thành

Nhịp 2.82 1000 80 0.303 0.373 154.8

Đặt φ8

@200 (250mm2)

0.19

Bảng 4.8 Tính toán cốt thép cho bản thành 4.3.4 Kiểm tra khe nứt của thành bản

Theo TCVN 356:2005 thì đối với bản thành và bản đáy của bể nước không cho phép

nứt, nhưng cách tính này rất phức tạp và dù ta có giới hạn không cho phép nứt nhưng do các lý

do kỹ thuật khác thì các kết cấu này vẫn xảy ra nứt Để chống thấm cho kết cấu ta dùng các

chất chống thấm, tuy nhiên cần tính toán theo sự mở rộng vết nứt, để hạn chế thấm

Cấu kiện bê tông cốt thép được tính theo sự mở rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu

kiện

gh crc crc

a = 0.3 mm - bề rộng khe nứt giới hạn của cấu kiện ứng với cấp chống nứt cấp 3, khi tính với hoạt tải dài hạn bị giảm đi 0.1mm, có một phần tiết diện chịu nén;

2 0

'

ξϕ

f

f f h h

h

21(

Es – modun đàn hồi của thép (Ea = 21×104 MPa)

μ - hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo và không lớn hơn 0.02;

Nhận xét Gối 80 0.089 76.44 4.71 393 156786.14 0.014 Thỏa

Bảng 4.10 Tĩnh tải của bản đáy Hoạt tải

Ô bản được tính toán như ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô bản bên cạnh;

Bản nắp làm việc giống bản sàn có kích thước 4.5m×5m với bề dày là 0.18 m

Xét tỉ sốb 2

1

51.1 24.5

635.63 0.0194 0.0161 0.0450 0.0372 12.33 10.23 28.6 23.65

Bảng 4.11 Momen dương và âm lớn nhất

4.4.3 Tính cốt thép

Đặc trưng vật liệu

γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

s

R b h A

R

ξ γ× × × ×

=Kiểm tra hàm lượng cốt thép

(mm2)

Chọn thép

%μ

Gối 28.6 1000 160 3.08 -1.27 780.33 10@100

(785mm)

φ

0.98 Phương

Cấu kiện bê tông cốt thép được tính theo sự mở rộng vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu

kiện

gh crc crc

a = 0.3 mm - bề rộng khe nứt giới hạn của cấu kiện ứng với cấp chống nứt cấp 3, khi tính với hoạt tải dài hạn bị giảm đi 0.1mm, có một phần tiết diện chịu nén, lấy theo bảng 1 [2];

21

2 0

'

ξϕ

f

f f h h

h

21(

Es – modun đàn hồi của thép (Ea = 21×104 MPa)

μ - hàm lượng cốt thép dọc chịu kéo và không lớn hơn 0.02;

Nhận xét Gối 160 0.102 157.08 21.43 785 143868.92 0.014 ThỏaPhương

Tải do bản nắp truyền vào dầm Dn1 và Dn2 có dạng hình thang

2

Dn

Tải trọng của bản thân đáy q bd =23.3(kN m/ 2)

Tải do bản đáy truyền vào dầm Dd1 và Dd2 có dạng hình thang

Hình 4.8 Khai báo tiết tiện dầm DN2, 4

Hình 4.9 Khai báo tiết diện dầm DD2, 4

Hình 4.10 Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên dầm nắp DN2, 4

Hình 4.11 Biểu đồ moment của dầm nắp DN2, 4

Hình 4.12 Biểu đồ lực cắt của dầm nắp DN2, 4

Hình 4.13 Sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên dầm đáy DD2, 4

Hình 4.14 Biểu đồ moment của dầm đáy DD2, 4

Hình 4.15 Biểu đồ lực cắt của dầm đáy DD 2, 4

Bê tông B25 Thép CII

γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

s

R b h A

R

ξ γ× × × ×

= Kiểm tra hàm lượng cốt thép

(mm)

a

(m m)

h0(mm

Nhịp 103.62 300 500 25 475 0.052 0.053 925.36 3 20 2

(942.6 )φ

0.26

Kiểm tra về điều kiện tính toán

Q ≤Q = ×ϕ × +ϕ ×R × × b h

Nếu thỏa điều kiện thì đặt cốt đai theo cấu tạo;

Nếu không thỏa thì phải tính cốt đai

Các công thức tính toán cốt đai

2

2

50.26( )4

1.5 (1 f) R bt b h s

Q

ϕ

= Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán

Bê tông B25 Thép CII

γb Rb (Mpa) Rbt(Mpa) Eb(Mpa) ξR Rs(Mpa) Rsc(Mpa) Es(Mpa)

1.0 14.5 1.05 27x103 0.595 280 280 21x104

Bảng 4.18 Đặc trưng vật liệu tính cốt đai

Đai sử dụng Hệ số phụ thuộc loại bê tông

(mm)

8 2 100.6 0.885 2 0.6 1.5

Bảng 4.19 Các hệ số phụ thuộc

Tên cấu

kiện Q (kN)

b (mm)

h (mm)

h0

(mm) Q0 (kN) Nhận xét Dn1 71.94 300 500 475 128.25 Cốt đai theo cấu tạo

Dn3 83.96 300 500 475 128.25 Cốt đai theo cấu tạo

Dd3 717.81 400 475 169.74 181.26 166.67 150

Bảng 4.21Tính cốt đai cho Dd1 và Dd3